一种伸缩装置的制作方法

本实用新型涉及一种能够快速调整伸长长度及角度的装置。

背景技术：

目前，在应用中需要变更长度的设备通常是采用分节套装的结构，通过气压或液压驱动，设备逐节伸出。由于是分节套装，设备两端的尺寸变化较大，为了满足强度需求，设备分节套装的数量和体积受到一定限制，也就是设备的伸展长度能力受到限制；此外，在非使用状态，此类设备具有一定的初始长度并占据一定量的存储空间。因此，在确保具有足够伸长长度的基础上，需要一种在使用时可任意变更长度和角度的装置，在非使用状态，该装置可以被盘绕收起，与现有技术相比，占据较小的储存空间。

此外，现有柔性机械臂包括多个串联的臂体，相邻的臂体通过十字轴万向节相连，这样每两个相邻的臂体之间的角度都任意可调，在每个臂体上固定连接三根从驱动装置中引出的绳索，驱动装置通过收紧和放出绳索，可以拉动所连臂体转动，三根绳配合可以控制当前臂体偏向任何方向。通过这种方式，柔性机械臂的每个臂体都可以自由转动。但是这种方案的缺陷在于每个臂体均需要三个电机驱动，系统复杂。因此，需要提供一种能够降低上述柔性臂复杂程度，并提高柔性臂刚性同时可以使得柔性臂所具有的臂体数量进一步增加的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种伸缩装置，该伸缩装置在使用中根据需要能够快速地调整伸长长度以及角度，该装置应用于利用刚性结构而又需要随时变更长度的场合或者设备，同时该装置可应用于柔性机械臂领域，以降低系统的复杂程度和控制的复杂程度。

为解决上述问题，本实用新型提供的一种伸缩装置采用如下技术方案：

一种伸缩装置，该伸缩装置包括多个串联的臂体，相邻的臂体通过销轴铰接在一起，还包括多个弹压结构，每个弹压结构邻近臂体安装到相应的销轴上，其中弹压结构在邻近臂体的一端设置有能够沿着轴向运动的锁定件，在另一端设置有能够沿着轴向运动的按压件，其中弹压结构被设置成使得当按压件由初始位置沿轴向运动到锁定位置时，锁定件也从其初始位置沿轴向运动到锁定位置；在锁定位置，锁定件穿过臂体上的锁定孔，相邻臂体转变为相对固定的平直结构或者相邻臂体成角度地固定。

进一步地，所述弹压结构还包括壳体、第一元件、第二元件以及弹性件；壳体邻接臂体固定在销轴上；壳体的远离臂体的端面设置有供按压件穿过的按压孔，另一端面上设置有供锁定件穿过的锁定孔；按压件、第一元件、第二元件、锁定件沿轴向可运动地依次设置在壳体内且彼此抵靠，其中第二元件能够绕轴转动，弹性件的一端抵靠邻近臂体的壳体内端面。

进一步地，所述弹压结构还包括壳体、第一元件、第二元件以及弹性件；壳体邻接臂体固定在销轴上；在壳体邻接臂体的一端设置锁定孔和按压孔，弹性件、第二元件、第一元件、按压件沿轴向可运动地依次设置在壳体内且彼此抵靠，其中第二元件能够绕轴转动，锁定件一端通过设置在第二元件周向外表面上的槽与第二元件卡设在一起，另一端贯穿第一元件沿轴向指向臂体。

优选地，弹性件套设在锁定件上。

优选地，第二元件在其外周表面上设置环形槽，锁定件在其一端卡设在槽内使得锁定件能够随第二元件进行轴向运动；锁定件与设置在销轴或壳体内壁上的止动部配合防止锁定件沿周向运动或者锁定件始终不脱离壳体上的锁定孔。

优选地，所述壳体内壁上设置有沿着轴向延伸的第一凸台，在相邻的两个第一凸台之间设有沿轴向延伸的第二凸台，且第二凸台间隔设置在第一凸台之间，第一凸台的终止端面在轴向上不低于第二凸台的终止端面；相邻的未设置第二凸台的第一凸台之间的凹槽构成导向槽；第一元件的外壁上设置有第一导向筋，其与第二元件接触的一端设置成棘轮式结构；第二元件的外壁上设置有第二导向筋，第二导向筋延伸越过第二元件的端面从而与棘轮式结构的齿面在边缘处啮合；第一导向筋和第二导向筋配合在同一导向槽内。

优选地，按压件与第一元件一体成型。

优选地，所述壳体是分体式结构。

优选地，在臂体上设置多个锁定孔。

本实用新型还提供了一种伸缩装置，该伸缩装置包括多个串联的中空臂体，在中空臂体的端部对称设置两个凸耳，在相邻的中空臂体之间提供连接件，其特征在于，相邻的中空臂体通过呈十字布置的四个弹压结构经由凸耳和连接件而连接，每个弹压结构邻近凸耳通过销轴与凸耳铰接，弹压结构之间通过连接件固定连接，其中弹压结构在邻近凸耳的一端设置有能够沿着轴向运动的锁定件，在另一端设置有能够沿着轴向运动的按压件，其中弹压结构被设置成使得当按压件由初始位置沿轴向运动到锁定位置时，锁定件也从其初始位置沿轴向运动到锁定位置；在锁定位置，锁定件与凸耳上的锁定结构配合，相邻臂体转变为相对固定的平直结构或者相邻臂体成角度地固定。

进一步地，所述弹压结构还包括壳体、第一元件、第二元件以及弹性件；壳体邻近凸耳固定在轴上；壳体的远离凸耳的端面设置有供按压件穿过的按压孔，另一端面上设置有供锁定件穿过的锁定孔；按压件、第一元件、第二元件、锁定件沿轴向可运动地依次设置在壳体内且彼此抵靠，其中第二元件能够绕轴转动，弹性件一端抵靠第二元件另一端抵靠邻近凸耳的壳体内端面。

优选地，弹性件套设在锁定件上。

优选地，第二元件在其外周表面上设置环形槽，锁定件在其一端卡设在槽内使得锁定件能够随第二元件进行轴向运动；锁定件在长度方向上设置止挡部，该止挡部与设置在销轴或壳体内壁上的止动部配合防止锁定件沿周向运动或者锁定件始终不脱离壳体上的锁定孔。

优选地，所述壳体内壁上设置有沿着轴向延伸的第一凸台，在相邻的两个第一凸台之间设有沿轴向延伸的第二凸台，且第二凸台间隔设置在第一凸台之间，第一凸台的终止端面在轴向上不低于第二凸台的终止端面；相邻的未设置第二凸台的第一凸台之间的凹槽构成导向槽；第一元件的外壁上设置有第一导向筋，其与第二元件接触的一端设置成棘轮式结构；第二元件的外壁上设置有第二导向筋，第二导向筋延伸越过第二元件的端面从而与棘轮式结构的齿面在边缘处啮合；第一导向筋和第二导向筋配合在同一导向槽内。

优选地，按压件与第一元件一体成型。

优选地，所述壳体是分体式结构。

优选地，在凸耳上设置多个锁定孔。

本实用新型的有益效果在于：提供了一种根据需要可以随时转变成刚性结构且可任意变更长度和角度的伸缩装置。

本实用新型的伸缩装置可应用于需要使用刚性结构而又需要随时变更长度要求的设备或场合。其可以广泛用于下述几个方面：

1.起重设备的起重臂，从而将起重臂伸长到所需的长度。

2.液压车、电动堆高车的支撑臂，使得支撑臂具有可变长度，从而可适应不同间距的货架物品取放和搬运。

3.消防云梯，使得消防云梯可收缩盘绕，消防车能够进入狭窄巷道。

4.远距离抓取物品的机械手臂。

5.立交桥的快速铺架，以替代人工搭建脚手架。

6.应用于现有柔性臂中，降低系统及控制复杂度。

附图说明

将参照示出本实用新型的示例性的非限制性实施例的附图更好地理解和实现本实用新型，在附图中：

图1是示出本实用新型伸缩装置一个实施例的立体视图；

图2是示出根据本实用新型一个实施例的伸缩装置的弹压结构的分解立体图；

图3是图2中弹压结构的壳体、第一元件和第二元件的放大立体示意图；

图4是示出用于使得所述伸缩装置转变成平直结构的示意立体图；

图5是图2所示弹压结构沿着线A-A在非锁定状态和锁定状态的截面图；

图6是示出本实用新型伸缩装置的另一实施例在锁定状态时的立体示意图。

图7是示出本实用新型伸缩装置的另一个实施例的示意图，其中伸缩装置包括十字形式的轴。

图8是图7所示伸缩装置为了便于理解去除一个臂体后的立体图。

图9是根据本实用新型一个实施例的锁定件的立体图。

具体实施方式

图1示出了本实用新型伸缩装置一个实施例的立体视图。图2示出了根据本实用新型一个实施例的弹压结构的分解立体图。如图1所示，伸缩装置包括多个串联的臂体1和多个销轴2，相邻的臂体1通过销轴2铰接在一起。其中弹压结构3与销轴2同轴且邻近臂体1安装到销轴上，弹压结构3在远离臂体的一端设置有按压件4并在另一端设置有锁定件5，按压件4和锁定件5能够沿着轴向运动。臂体1上设置有锁定孔，该锁定孔供锁定件5在锁定位置时穿过。如图2所示，所述弹压结构还包括壳体6、第一元件7、第二元件8以及弹性件9。壳体6邻近臂体1固定在销轴2上；壳体6的远离臂体1的端面设置有按压孔，供按压件4穿过；壳体另一端面上设置有锁定孔，供锁定件5穿过；在该实施例中，第一元件7可以是中空圆柱体，其可滑动地安装在销轴2上，一端与按压件4抵靠连接，另一端与第二元件8抵靠；第二元件8可以是中空圆柱体，其可滑动地安装在销轴2上，第二元件8的另一端设置有带环形凹槽的颈部，锁定件5卡设在第二元件8的环形凹槽中使得锁定件随着第二元件进行轴向运动，锁定件5的另一端进入壳体的锁定孔中使得锁定件5不会随着第二元件8进行转动；其中弹性件9一端抵靠壳体内端面套设在销轴上。在其它实施例中，第二元件8可以不用设置带环形凹槽的端部，锁定件5一端与第二元件8抵靠连接，弹性件9抵靠壳体内端面且套在锁定件5上，这种设置也能实现同样的功能。

进一步地，根据另一个实施例，也可以将按压件4和锁定件5设置在弹压结构的同一端。在这种情况中，在壳体邻接臂体的一端设置锁定孔和按压孔，弹性件9、第二元件8、第一元件7、按压件4沿轴向可运动地依次设置在壳体内且彼此抵靠，锁定件5一端通过设置在第二元件8颈部的环形凹槽与第二元件卡设在一起，另一端贯穿第一元件7沿轴向指向臂体。

如图3所示，其示出了壳体、第一元件和第二元件的放大立体图。壳体内壁上设置有沿着轴向延伸的第一凸台10，在相邻的两个第一凸台10之间设有第二凸台11，第二凸11台沿轴向延伸，第一凸台10的终止端面不低于第二凸台11的终止端面，且第二凸台11间隔设置在第一凸台10之间；相邻的未设置第二凸台11的第一凸台10之间的凹槽构成导向槽12；第一元件7的外壁上设置有第一导向筋13，其与第二元件8接触的一端设置成棘轮式结构14；第二元件8的外壁上设置有第二导向筋15，第二导向筋15延伸过第二元件8的端面与棘轮式结构14在边缘处啮合，第二元件的另一端设置有带有环形凹槽18的颈部，锁定件5的大直径端部卡设在该环形凹槽18中；第一导向筋13和第二导向筋15与同一导向槽12配合。

根据该实施例的伸缩装置通过一驱动机构可以快速改变长度并转变成平直结构。图4是示出用于触发所述伸缩装置的驱动机构的示意立体图；该驱动机构包括底座16、上下导块(未示出)、动力源、盖板17。在伸缩装置运动方向F上在底座内部的侧面上设置两个导向槽，以保证臂体逐节前后移动通过驱动机构；通过上下导块上的凸筋将轴旋转至锁定件对准臂体上的锁定孔；下导块的侧面接触按压件4，随着臂体1的进一步运动，由于下导块的侧面为斜面所以进一步按压所述按压件4，迫使弹压结构的按压件4沿着轴做轴向运动。与按压件4连接的第一元件7在按压件4的推动下，通过其第一导向筋13在壳体6的导向槽12内滑动从而沿着轴向运动，进而推动与其抵靠的第二元件8通过其第二导向筋15在同一导向槽内滑动而沿轴向运动；进而带动与第二元件8卡设在一起的锁定件5也沿着轴向运动，随着锁定件5沿着轴向的运动，弹性件9被压缩。由于棘轮式结构14的齿面与第二元件8的导向筋仅仅在边缘处啮合，当第一元件7的棘轮式结构的齿面运动到导向槽12的终止端面时，在第一元件7的导向筋13的进一步推动下，第二元件8的导向筋15被推动脱离该导向槽12；由于弹性件9的作用，第二元件8的导向筋15的端面会沿着第一元件7的第二凸台11的端面进一步滑动，这样第二元件8的导向筋15就转过一个角度，滑动到另一侧去，被另一个第一凸台10挡住。这样锁定件就穿过臂体1上的锁定孔而从初始位置进入锁定位置，此时臂体1不能围绕轴端旋转，进入锁定状态。臂体逐步通过驱动机构后，臂体被逐一锁定，伸缩装置就转变成了所需长度的平直结构。当使用完毕时，使得转变成平直结构的伸缩装置在驱动机构上沿着反方向运动，通过按压件的推动，在第一元件和第二元件的作用下，锁定件返回初始位置，解除对臂体的锁定，将伸缩装置盘绕收起。图5分别示出了图2所示弹压结构沿着线A-A在非锁定状态和锁定状态的截面图。

图6是示出本实用新型伸缩装置的另一实施例在锁定状态时的立体示意图。该实施例与图1所示实施例的区别仅在于设置了一个锁定件，同时在臂体上相应地设置多个锁定孔。当在伸缩装置的按压件被触发时，随着按压件从初始位置移动到锁定位置，锁定件也从初始位置移动到锁定位置，在锁定件的锁定位置，锁定件穿过臂体上的锁定孔，防止臂体围绕轴转动，使得两个臂体成一定角度固定。

根据实际需要，改变锁定孔的数量，使得锁定件与不同的锁定孔配合锁定从而实现相邻臂体成角度的设置。

图7示出本实用新型伸缩装置的另一个实施例的示意图，其中伸缩装置包括连接件21。该伸缩装置包括多个串联的中空臂体20，相邻的中空臂体20经由设置在其端部的凸耳19和连接件21通过弹压结构3连接在一起，至少两个弹压结构呈十字布置，优选地，四个弹压结构呈十字布置，弹压结构3邻近凸耳19设置，一端与凸耳19铰接，另一端与连接件21固定。其中弹压结构3在远离凸耳19的一端设置有能够沿着轴向运动的突出到弹压结构外部的按压件并在另一端设置有能够沿着轴向运动的锁定件，其中弹压结构3被设置成使得当按压件由初始位置沿轴向运动到锁定位置时，锁定件也从其初始位置沿轴向运动到锁定位置；其中凸耳19上设置有供锁定件在锁定位置时配合的相应结构。图8是图7所示伸缩装置为了便于理解去除一个臂体后的立体图。

优选地，锁定件可以为插销，在锁定位置时，其穿过在凸耳上设置的相对应的结构锁定孔，如图8所示；此外，锁定件可以是带齿的中空柱体，如图9所示，锁定件基部设置有凸台，在与该基部相对的端部设置齿柱结构，该凸台与设置在壳体内部上的止动部配合阻止锁定件周向转动，该锁定件套在销轴上，在锁定位置时，该锁定件的齿柱与凸耳上设置的对应齿柱结构配合锁定。

上述十字轴结构的伸缩装置典型的可以应用到柔性机械臂领域，对于暂时不需转动的臂体能够先锁定，不再需要对柔性机械臂的每个臂体进行独立驱动，大幅减少了驱动电机的数量，系统复杂程度大大降低，且刚性增强。

上述说明和附图用于描述本公开所述实施例的目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。对本领域技术人员显而易见的是在不脱离本公开精神或范围的情况下可进行各种修改和变化。因此，本公开旨在涵盖落入随附权利要求和其等同替代物范围内的任何修改和变化。